Kio estas mRNA? La mesaĝa molekulo, kiu estis en ĉiu vivanta ĉelo dum miliardoj da jaroj, estas la ŝlosila ingredienco en iuj vakcinoj kontraŭ COVID-19
Kio estas mRNA? La mesaĝa molekulo, kiu estis en ĉiu vivanta ĉelo dum miliardoj da jaroj, estas la ŝlosila ingredienco en iuj vakcinoj kontraŭ COVID-19
Anonim
La emblemo de Konversacio

Penny Riggs, Texas A&M University

Unu surpriza stelo de la koronavirus-pandemia respondo estis la molekulo nomata mRNA. Ĝi estas la ŝlosila ingredienco en la vakcinoj Pfizer kaj Moderna COVID-19. Sed mRNA mem ne estas nova invento de la laboratorio. Ĝi evoluis antaŭ miliardoj da jaroj kaj estas nature trovita en ĉiu ĉelo en via korpo. Sciencistoj opinias, ke RNA originis de la plej fruaj vivoformoj, eĉ antaŭ ol DNA ekzistis.

Jen akra kurso pri tio, kio estas mRNA kaj la grava laboro, kiun ĝi faras.

Renkontu la genetikan periston

Vi verŝajne scias pri DNA. Ĝi estas la molekulo, kiu enhavas ĉiujn viajn genojn skribitajn per kvar-letera kodo - A, C, G kaj T.

DNA troviĝas ene de la ĉeloj de ĉiu vivanto. Ĝi estas protektita en parto de la ĉelo nomata nukleo. La genoj estas la detaloj en la DNA-skizo por ĉiuj fizikaj trajtoj, kiuj faras vin unike vin.

Sed la informoj de viaj genoj devas veni de la DNA en la nukleo al la ĉefa parto de la ĉelo - la citoplasmo - kie proteinoj estas kunvenitaj. Ĉeloj dependas de proteinoj por efektivigi la multajn procezojn necesajn por ke la korpo funkciu. Jen kie mesaĝisto RNA, aŭ mallonge mRNA, eniras.

Sekcioj de la DNA-kodo estas transskribitaj en mallongigitajn mesaĝojn kiuj estas instrukcioj por fari proteinojn. Ĉi tiuj mesaĝoj - la mRNA - estas transportitaj al la ĉefa parto de la ĉelo. Post kiam la mRNA alvenas, la ĉelo povas produkti specialajn proteinojn de ĉi tiuj instrukcioj.

La strukturo de RNA estas simila al DNA sed havas kelkajn gravajn diferencojn. RNA estas ununura fadeno de kodaj literoj (nukleotidoj), dum DNA estas duoble fadena. La RNA-kodo enhavas U anstataŭ T - uracilo anstataŭ timino. Ambaŭ RNA kaj DNA-strukturoj havas spinon faritan el sukero kaj fosfato-molekuloj, sed la sukero de RNA estas riboso kaj DNA estas deoksiribozo. La sukero de DNA enhavas unu malpli da oksigenatomo kaj ĉi tiu diferenco estas reflektita en iliaj nomoj: DNA estas la kromnomo por deoksiribonukleika acido, RNA estas ribonukleata acido.

Identaj kopioj de DNA loĝas en ĉiu unuopa ĉelo de organismo, de pulma ĉelo ĝis muskola ĉelo ĝis neŭrono. RNA estas produktita laŭbezone en respondo al la dinamika ĉela medio kaj la tujaj bezonoj de la korpo. Estas la tasko de mRNA helpi ekbruligi la ĉelan maŝinaron por konstrui la proteinojn, kiel ĉifritajn de la DNA, kiuj taŭgas por tiu tempo kaj loko.

La procezo, kiu transformas DNA al mRNA al proteino, estas la fundamento por kiel la ĉelo funkcias.

Programita por memdetrui

Kiel la peranta mesaĝisto, mRNA estas grava sekurecmekanismo en la ĉelo. Ĝi malhelpas invadantojn kaperi la ĉelan maŝinaron por produkti fremdajn proteinojn ĉar ĉiu RNA ekster la ĉelo estas tuj celita por detruo de enzimoj nomitaj RNases. Kiam ĉi tiuj enzimoj rekonas la strukturon kaj la U en la RNA-kodo, ili forigas la mesaĝon, protektante la ĉelon kontraŭ falsaj instrukcioj.

La mRNA ankaŭ donas al la ĉelo manieron kontroli la indicon de proteinproduktado - ŝaltante la skizojn "ŝaltante" aŭ "malŝaltante" laŭbezone. Neniu ĉelo volas produkti ĉiun proteinon priskribitan en via tuta genaro samtempe.

Messenger RNA-instrukcioj estas tempigitaj por memdetruiĝi, kiel malaperanta teksto aŭ mesaĝo de snapchat. Strukturaj trajtoj de la mRNA - la U en la kodo, ĝia unu-fadena formo, ribosa sukero kaj ĝia specifa sekvenco - certigas ke la mRNA havas mallongan duoniĝotempon. Ĉi tiuj funkcioj kombinas por ebligi la mesaĝon esti "legita", tradukita en proteinojn, kaj poste rapide detruita - ene de minutoj por certaj proteinoj, kiuj devas esti strikte kontrolitaj, aŭ ĝis kelkaj horoj por aliaj.

Post kiam la instrukcioj malaperas, proteinproduktado ĉesas ĝis la proteinfabrikoj ricevas novan mesaĝon.

Utiligi mRNA por vakcinado

Ĉiuj karakterizaĵoj de mRNA faris ĝin de granda intereso al vakcinprogramistoj. La celo de vakcino estas igi vian imunsistemon reagi al sendanĝera versio aŭ parto de ĝermo, do kiam vi renkontas la realan aferon, vi pretas kontraŭbatali ĝin. Esploristoj trovis manieron enkonduki kaj protekti mRNA-mesaĝon kun la kodo por parto de la pika proteino sur la surfaco de la viruso SARS-CoV-2.

La vakcino disponigas nur sufiĉe da mRNA por fari nur sufiĉe da la pikproteino por ke la imunsistemo de persono generi antikorpojn kiuj protektas ilin se ili poste estas eksponitaj al la viruso. La mRNA en la vakcino baldaŭ estas detruita de la ĉelo - same kiel ajna alia mRNA estus. La mRNA ne povas eniri la ĉelkernon kaj ĝi ne povas influi la DNA de homo.

Kvankam ĉi tiuj estas novaj vakcinoj, la subesta teknologio estis komence evoluigita antaŭ multaj jaroj kaj pliboniĝis laŭgrade laŭlonge de la tempo. Kiel rezulto, la vakcinoj estis bone testitaj pri sekureco. La sukceso de ĉi tiuj mRNA-vakcinoj kontraŭ COVID-19, laŭ sekureco kaj efikeco, antaŭdiras brilan estontecon por novaj vakcinaj terapioj kiuj povas esti rapide adaptitaj al novaj, emerĝantaj minacoj. Komencaj klinikaj provoj uzantaj mRNA-vakcinojn jam estis faritaj por gripo, Zika, rabio kaj citomegaloviruso. Certe, kreivaj sciencistoj jam pripensas kaj disvolvas terapiojn por aliaj malsanoj aŭ malordoj, kiuj povus profiti de simila aliro al tiu uzata por la vakcinoj kontraŭ COVID-19.

La Konversacio

Penny Riggs, Lektoro de Funkcia Genaro kaj Asociita Vicprezidanto por Esplorado, Texas A&M University

Populara laŭ temo